旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備、非接觸式供電模塊、轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊、扭矩信號(hào)測(cè)量模塊、現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端，現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端包括現(xiàn)場(chǎng)顯示終端盒、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板和無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板接收扭矩信號(hào)測(cè)量模塊發(fā)出的無(wú)線扭矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊有線傳輸?shù)霓D(zhuǎn)速信號(hào)并處理后，通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端。本發(fā)明采用可分離式的隨動(dòng)測(cè)量結(jié)構(gòu)配合非接觸式松耦合連接，解決了旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備中，位于旋轉(zhuǎn)部分上的監(jiān)測(cè)設(shè)備無(wú)法直接有線獲得電能供給的重大問(wèn)題和傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備上性能參數(shù)的監(jiān)測(cè)難題。
【專利說(shuō)明】
旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及到一種旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]《中國(guó)制造2025》綱要提出:到2025年，制造業(yè)整體素質(zhì)大幅提升，創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率明顯提高，兩化(工業(yè)化和信息化)融合邁上新臺(tái)階。在制造業(yè)2025的前提下傳統(tǒng)的制造與生產(chǎn)的信息化是不可避免的，目前大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備如大型減速機(jī)、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域設(shè)備制造成本高，如果發(fā)生損壞多數(shù)為不可逆的損壞，所以對(duì)設(shè)備的性能參數(shù)的監(jiān)測(cè)必不可少。
[0003]目前在市場(chǎng)上所涉及到的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包含電機(jī)、減速機(jī)、齒輪箱、旋轉(zhuǎn)軸等等，旋轉(zhuǎn)部件之間傳遞扭矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)，通常工作條件和外界原因會(huì)使得零部件之間傳遞參數(shù)發(fā)生突然變化，但是目前所有的檢測(cè)裝置都不能配套安裝在這些設(shè)備上，例如:表面聲波型扭矩傳感器體積小，可靠性高，但是傳感器成本高，而且極易損壞，不能適用于稍微惡劣的工況條件;磁性扭矩傳感器不適用于電磁干擾較大的工況條件;轉(zhuǎn)角型傳感器對(duì)安裝空間要求高，不能在狹小空間安裝。
[0004]根據(jù)目前扭矩測(cè)量的方式的專利而言，中國(guó)專利200510115149.5公開(kāi)了夾環(huán)式的扭矩傳感器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于不同軸徑卡環(huán)的加工難度大，測(cè)量結(jié)果差異很大。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1110137.7介紹了光電式扭矩傳感器，通過(guò)光學(xué)原理感受軸的扭轉(zhuǎn)角變化，但是該方法對(duì)光源、工況、震動(dòng)的要求極高，調(diào)試安裝不變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為:大型旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備性能參數(shù)無(wú)法監(jiān)測(cè)、可監(jiān)測(cè)參數(shù)誤差大、以及監(jiān)測(cè)參數(shù)無(wú)法運(yùn)用于設(shè)備的使用和生產(chǎn)等問(wèn)題，主要包含的問(wèn)題分為:大型旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備參數(shù)檢測(cè)供電問(wèn)題、某些參數(shù)無(wú)法檢測(cè)問(wèn)題、檢測(cè)參數(shù)誤差大的問(wèn)題、檢測(cè)參數(shù)無(wú)法回饋管理問(wèn)題。
[0006]為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備、非接觸式供電模塊、轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊、扭矩信號(hào)測(cè)量模塊、現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端，其中
[0007 ]所述旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備包括不動(dòng)部分的輸出外壁和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的輸出軸;所述扭矩信號(hào)測(cè)量模塊包括固定于輸出軸上的隨動(dòng)測(cè)量模塊、位于隨動(dòng)測(cè)量模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)采集塊和貼在輸出軸表面的應(yīng)變片；所述非接觸式供電模塊包括非接觸式供電原邊和非接觸式供電副邊，非接觸式供電副邊固定安裝在隨動(dòng)測(cè)量模塊上，同時(shí)以非接觸式供電副邊的安裝位置隨動(dòng)測(cè)量模塊上并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，非接觸式供電原邊按照非接觸式供電副邊在隨動(dòng)測(cè)量模塊安裝位置安裝，保證兩部分的松耦合接觸;轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊包括固定于輸出外壁上的霍爾安裝架和霍爾傳感器，還包括固定于隨動(dòng)測(cè)量模塊上的磁鋼，隨軸旋轉(zhuǎn)，所述現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端包括現(xiàn)場(chǎng)顯示終端盒、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板和無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板接收扭矩信號(hào)測(cè)量模塊發(fā)出的無(wú)線扭矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊有線傳輸?shù)霓D(zhuǎn)速信號(hào)并處理后，通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端;所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端用于接收并處理無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0008]優(yōu)選的，所述非接觸式供電原邊由與線圈安裝架同心固定的高頻、雙路復(fù)繞式線圈，以及高頻電流逆變裝置組成，所述線圈安裝架和高頻電流逆變裝置固定安裝在不動(dòng)部分的輸出外壁上;所述非接觸式供電副邊包括副邊整流、恒壓模塊、E型磁芯接收端和副邊接收線圈，所述E型磁芯接收端為E型槽結(jié)構(gòu)，E型磁芯接收端安裝同心度與高頻、雙路復(fù)繞式線圈一致，以保證高頻、雙路復(fù)繞式線圈置于E型槽內(nèi)部，同時(shí)E型磁芯接收端上纏繞有多圈副邊接收線圈，將接收的電能信號(hào)傳輸至副邊整流、恒壓模塊中供給扭矩信號(hào)測(cè)量模塊使用。
[0009]優(yōu)選的，所述霍爾安裝架固定安裝在線圈安裝架上，其上設(shè)計(jì)有霍爾傳感器安裝槽，霍爾傳感器安裝于其中，磁鋼固定安裝在隨動(dòng)測(cè)量模塊上，保證磁鋼與霍爾傳感器的相對(duì)距離。
[0010]優(yōu)選的，所述扭矩信號(hào)測(cè)量模塊的信號(hào)采集板采用抗干擾性設(shè)計(jì)，同時(shí)含有多個(gè)電路保護(hù)模塊、內(nèi)嵌式鋰電池結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)無(wú)線發(fā)送模塊。
[0011]本發(fā)明采用可分分離式的隨動(dòng)測(cè)量結(jié)構(gòu)配合非接觸式松耦合連接，解決了旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備中，位于旋轉(zhuǎn)部分上的監(jiān)測(cè)設(shè)備無(wú)法直接有線獲得電能供給的重大問(wèn)題，使得本系統(tǒng)所述裝置方便安裝，結(jié)構(gòu)輕巧簡(jiǎn)潔，功能強(qiáng)大，解決了目前傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的性能參數(shù)的監(jiān)測(cè)難題。同時(shí)該裝置采用成熟程度較高的應(yīng)變式扭矩檢測(cè)方案，配合非線性精度補(bǔ)償方法，檢測(cè)精度高，該裝置還配有現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)輸送，測(cè)量結(jié)果的互換性好，能達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)效果。本發(fā)明專利解決了旋轉(zhuǎn)設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)中隨動(dòng)裝置的非接觸供電、功率超載報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備有效功率的在線監(jiān)測(cè)，有利于減速箱、齒輪箱等傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的信息化、智能化改造，同時(shí)扭矩測(cè)量方式以及扭矩傳遞方式避免了【背景技術(shù)】所述傳感器的弊端，且測(cè)量范圍大，價(jià)格成本也能為客戶接受。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳輸示意圖；
[0013]圖2為非接觸式供電模塊安裝示意圖；
[0014]圖3為轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊安裝示意圖；
[0015]圖4為扭矩信號(hào)測(cè)量模塊安裝示意圖；
[0016]圖5為現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖1所示，一種旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備1、非接觸式供電模塊2、轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊3、扭矩信號(hào)測(cè)量模塊4、現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端5和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端6，其中:
[0020]旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備I包括禁止部分的輸出外壁11和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的輸出軸12，扭矩信號(hào)測(cè)量模塊4包括隨動(dòng)測(cè)量模塊41和扭矩信號(hào)采集盒42，信號(hào)采集盒位于隨動(dòng)測(cè)量模塊內(nèi)部通過(guò)螺栓固定在輸出軸12上，同時(shí)非接觸式供電副邊22也固定安裝在隨動(dòng)測(cè)量模塊41上，非接觸式供電原邊21與副邊采取的是松耦合連接，原邊以一定位置固定在減速器壁11上;所述轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊3包括固定于減速器壁11上的霍爾安裝架32和霍爾傳感器31，還包括固定于隨動(dòng)測(cè)量模塊41上的磁鋼33，隨軸旋轉(zhuǎn);現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端5—方面接收無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)并通過(guò)非線性擬合補(bǔ)償部分52和現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示盒51現(xiàn)場(chǎng)顯示;遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)接收所監(jiān)測(cè)的減速機(jī)的各個(gè)性能參數(shù)，并通過(guò)相關(guān)的編程技術(shù)，簡(jiǎn)潔形象的展示出來(lái)。
[0021]如圖2所示，非接觸式供電模塊2包括非接觸式供電原邊21和非接觸式供電副邊22;其中，非接觸式供電原邊21由線圈安裝架212同心固定的高頻、雙路復(fù)繞式線圈213，以及高頻電流逆變裝置211組成，非接觸式供電副邊22由E型磁芯接收端222組成，該部分安裝同心度與高頻、雙路復(fù)繞式線圈213—致，保證線圈置于E型槽內(nèi)部，同時(shí)E型磁芯接收端222纏繞多圈副邊接收線圈223，將接收的電能信號(hào)傳輸至副邊整流、恒壓模塊221中供給扭矩信號(hào)測(cè)量模塊4使用。
[0022]如圖3所示，轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊3分為霍爾安裝架31、霍爾傳感器32和磁鋼33三個(gè)部分，霍爾安裝架31固定安裝在線圈安裝架212上，并設(shè)計(jì)有走線孔和走線槽以及霍爾傳感器32安裝槽，磁鋼33固定安裝在隨動(dòng)測(cè)量模塊41上，保證磁鋼33與霍爾傳感器32的相對(duì)距離。
[0023]如圖4所示，扭矩信號(hào)測(cè)量模塊4由隨動(dòng)測(cè)量模塊41和信號(hào)采集盒42組成，數(shù)據(jù)采集盒42裝有扭矩信號(hào)采集板，通過(guò)引線穿過(guò)隨動(dòng)測(cè)量模塊41接收應(yīng)變片信號(hào)。扭矩信號(hào)測(cè)量模塊4的信號(hào)采集板采用抗干擾性設(shè)計(jì)，同時(shí)含有多個(gè)電路保護(hù)模塊以及內(nèi)嵌式鋰電池結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)無(wú)線發(fā)送模塊。
[0024]如圖5所示，現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端5包括防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP66的現(xiàn)場(chǎng)顯示終端盒51、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板52和無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊53;現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板52—方面現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線接收扭矩信號(hào)采集板無(wú)線發(fā)送的扭矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊3有線傳輸?shù)霓D(zhuǎn)速信號(hào)并綜合處理，通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊53發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端6顯示?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板52包括一個(gè)無(wú)線信號(hào)實(shí)時(shí)接收裝置、液晶屏幕顯示和扭矩測(cè)量補(bǔ)償模塊;所述液晶屏幕顯示的信息很多，包含采集數(shù)值、扭矩大小、轉(zhuǎn)速大小、采集數(shù)值、功率大小、報(bào)警數(shù)值、實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)時(shí)間等;所述扭矩測(cè)量補(bǔ)償模塊采用多點(diǎn)非線性補(bǔ)償技術(shù)，補(bǔ)償精度高。
[0025]遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端6顯示遠(yuǎn)程傳輸?shù)慕?jīng)過(guò)綜合處理的數(shù)據(jù)結(jié)果，以各種形式顯示出來(lái)，并設(shè)置多個(gè)管理方法和查閱權(quán)限。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備(I)、非接觸式供電模塊(2)、轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊(3)、扭矩信號(hào)測(cè)量模塊(4)、現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端(5)和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端(6)，其中所述旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備(I)包括不動(dòng)部分的輸出外壁(11)和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的輸出軸(I 2);所述扭矩信號(hào)測(cè)量模塊(4)包括固定于輸出軸(12)上的隨動(dòng)測(cè)量模塊(41)、位于隨動(dòng)測(cè)量模塊(41)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集塊(42)和貼在輸出軸(12)表面的應(yīng)變片(43);所述非接觸式供電模塊包括非接觸式供電原邊(21)和非接觸式供電副邊(22)，非接觸式供電副邊(22)固定安裝在隨動(dòng)測(cè)量模塊(41)上，同時(shí)以非接觸式供電副邊(22)的安裝位置隨動(dòng)測(cè)量模塊(41)上并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，非接觸式供電原邊(21)按照非接觸式供電副邊(22)在隨動(dòng)測(cè)量模塊(41)安裝位置安裝，保證兩部分的松耦合接觸;轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊(3)包括固定于輸出外壁(11)上的霍爾安裝架(32)和霍爾傳感器(31)，還包括固定于隨動(dòng)測(cè)量模塊(41)上的磁鋼(33)，隨軸旋轉(zhuǎn)，所述現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示終端(5)包括現(xiàn)場(chǎng)顯示終端盒(51)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板(52)和無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(53)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理電路板(52)接收扭矩信號(hào)測(cè)量模塊(4)發(fā)出的無(wú)線扭矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)測(cè)量模塊(3)有線傳輸?shù)霓D(zhuǎn)速信號(hào)并處理后，通過(guò)無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(53)發(fā)送至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端(6);所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接收終端(6)用于接收并處理無(wú)線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(53)發(fā)送的數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述非接觸式供電原邊(21)由與線圈安裝架(212)同心固定的高頻、雙路復(fù)繞式線圈(213)，以及高頻電流逆變裝置(211)組成，所述線圈安裝架(212)和高頻電流逆變裝置(211)固定安裝不動(dòng)部分的輸出外壁(11)上;所述非接觸式供電副邊(22)包括副邊整流、恒壓模塊(221)、E型磁芯接收端(222)和副邊接收線圈(223)，所述E型磁芯接收端(222)為E型槽結(jié)構(gòu)，E型磁芯接收端(222)安裝同心度與高頻、雙路復(fù)繞式線圈(213) —致，以保證高頻、雙路復(fù)繞式線圈(213)置于E型槽內(nèi)部，同時(shí)E型磁芯接收端(222)上纏繞有多圈副邊接收線圈(223)，將接收的電能信號(hào)傳輸至副邊整流、恒壓模塊(221)中供給扭矩信號(hào)測(cè)量模塊(4)使用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述霍爾安裝架(31)固定安裝在線圈安裝架(212)上，其上設(shè)計(jì)有霍爾傳感器(32)安裝槽，霍爾傳感器(32)安裝于其中，磁鋼(33)固定安裝在隨動(dòng)測(cè)量模塊(41)上，保證磁鋼(33)與霍爾傳感器(32)的相對(duì)距離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)輸出設(shè)備的功率在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述扭矩信號(hào)測(cè)量模塊(4)的信號(hào)采集板采用抗干擾性設(shè)計(jì)，同時(shí)含有電路保護(hù)模塊、內(nèi)嵌式鋰電池結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)信號(hào)實(shí)時(shí)無(wú)線發(fā)送模塊。
【文檔編號(hào)】G01L3/24GK105865681SQ201610159247
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】李東波, 張敏, 黃川 , 趙紅, 吳紹鋒
【申請(qǐng)人】南京波思途電子科技有限公司